InSight火星着陸機赤い惑星の内部構造を解き明かした4年間の旅

火星の表面に何があるかは、多くの探査機が教えてくれました。しかし、「火星の内部はどうなっているのか」という問いに挑んだのが、NASAのInSight（インサイト）ミッションです。この着陸機は、火星の地殻、マントル、そして核という惑星の深部に焦点を当て、地球のような岩石惑星がどのように形成され、進化してきたのかを解明することを目的に設計されました。

2018年に打ち上げられたInSightは、単なる表面探査ではなく、惑星の「健康診断」を行うための高度な科学機器を搭載していました。その旅は、火星の地質学的な謎を解き明かすための壮大な挑戦でした。

Key Facts

• ミッション目的：火星の内部構造（地殻・マントル・核）の調査と熱流の測定。
• 運用期間：2018年11月26日の着陸から2022年12月21日の運用終了まで（約4年）。
• 着陸地点：火星のエリュシオン平原（Elysium Planitia）。
• 主要成果：火星地震（Marsquakes）の検出と内部構造のモデル化。
• 電源：太陽電池パネルによる電力供給。

火星の深部へ：ミッションの目的と科学的背景

InSightの最大の使命は、火星の内部構造を明らかにすることでした。地球や月との比較を通じて、惑星がどのように冷却され、磁場を失ったのか、あるいは地質学的な活動がいつまで続いていたのかを分析することが狙いです。

特に注目されたのが地震波の利用です。地震計を用いて火星内部で発生する振動を捉えることで、内部の層の厚さや組成を推定する手法が採用されました。これは、かつてのアポロ計画で月に行われた手法をさらに進化させたものです。

惑星の歳差運動と内部構造

また、火星の自転軸の揺れ（歳差運動）を精密に測定することで、内部の密度分布や核の状態を推測する試みも行われました。これにより、火星が単なる死んだ惑星ではなく、複雑な内部構造を持つダイナミックな天体であることが浮き彫りになりました。

機体設計と搭載された精密機器

InSightは、過酷な火星環境に耐えうる堅牢な設計となっていました。ロッキード・マーティン社によって製造されたこの着陸機は、展開後のサイズが約6.0 × 1.56 × 1.0メートルに及び、太陽光発電によって電力を得ていました。

主要な科学ペイロード

内部構造を分析するため、以下の専門的な装置が搭載されていました。

• SEIS（地震実験装置）：極めて感度の高い地震計で、火星内部の振動を検知します。
• HP3（熱流および物理特性パッケージ）：「モル（Mole）」と呼ばれる掘削装置を用いて、地中の熱流を測定しようと試みました。
• RISE（回転および内部構造実験）：火星の自転と歳差運動を精密に追跡します。
• TWINS（温度および風測定装置）：大気の状態と地表温度を監視します。

「モル」の挑戦と困難

特にHP3の掘削装置「モル」は、火星の土壌に潜り込んで熱を測るという野心的な試みでしたが、火星の土壌の摩擦などの影響で、計画通りの深さに到達することに大きな困難が伴いました。

地球から火星へ：旅路と着陸のプロセス

InSightは2018年5月5日、アトラスVロケットによってヴァンデンバーグ宇宙軍基地から打ち上げられました。この際、通信リレー用の小型衛星MarCO（マーズ・キューブ・ワン）も同時に放出され、着陸時のリアルタイム通信をサポートしました。

約7ヶ月の航行を経て、2018年11月26日にエリュシオン平原へ無事着陸しました。この地点は、地質学的に比較的平坦で、内部構造の調査に最適な場所として選ばれました。

運用と終焉

着陸後、InSightは計画されていた2年という期間を大幅に超え、約4年間にわたってデータを送り続けました。しかし、火星特有の塵（ダスト）が太陽電池パネルに蓄積し、発電量が低下したため、2022年12月に正式に運用を終了しました。

ミッション概要まとめ

項目	詳細
運用機関	NASA / JPL
打ち上げ日	2018年5月5日
着陸日	2018年11月26日
着陸地点	エリュシオン平原
総重量（打ち上げ時）	694 kg
電源	太陽電池（最大600W）
運用終了日	2022年12月21日

Frequently Asked Questions

InSightは火星のどこに着陸しましたか？

火星の北半球にあるエリュシオン平原（Elysium Planitia）に着陸しました。ここは地質学的に安定しており、内部構造を調べるためのノイズが少ない場所として選ばれました。

「火星地震（Marsquake）」とは何ですか？

地球の地震と同様に、火星の内部で岩盤が動いたり、衝突クレーターが形成されたりした際に発生する振動のことです。SEISという装置によって、これらの微細な振動が初めて詳細に記録されました。

なぜミッションは終了したのですか？

火星の空中に舞う細かい塵が太陽電池パネルに降り積もり、発電能力が著しく低下したためです。バッテリーを充電できなくなり、機器を動作させる電力が不足したため、運用終了に至りました。

HP3の「モル」は何をする装置でしたか？

「モル（モグラ）」という名前の通り、地中に潜り込んで火星内部から伝わってくる熱の流れ（熱流）を直接測定するための掘削装置でした。

MarCO（マーズ・キューブ・ワン）の役割は何でしたか？

2機の超小型衛星（CubeSat）で、InSightが火星に着陸する際の重要なデータを地球へリアルタイムで中継する役割を担いました。